Я могу придумать несколько причин, по которым современные светодиодные уличные фонари, вероятно, будут пульсировать;
В Википедии есть небольшой раздел об импульсном режиме работы светодиодов , но он просто знакомит с концепцией, не говоря о том, насколько широко импульсный режим работы используется в данной области.
Пока частота была достаточно высокой, чтобы не было возможности восприятия мерцания, мне кажется, что светодиодные уличные фонари будут пульсировать — или, по крайней мере, синие светодиоды, используемые для возбуждения люминофора. Люминофор может иметь достаточно длительный период полураспада, чтобы сделать большую часть спектра результирующего излучаемого света устойчивым, даже если светодиоды были импульсными.
Поскольку некоторые светодиоды белого света гораздо больше полагаются на основной синий свет светодиода, чем другие, я собираюсь задать свой вопрос в первую очередь о самих светодиодах, а не об излучаемом свете.
Светодиоды в современных уличных фонарях обычно импульсные? Если да, то примерно на какой частоте? 100 Гц, 1 кГц, 10 кГц? Хотя в некоторых регионах могут быть существенные различия, я ожидаю, что в регионах, где города внедряют широкомасштабный переход с газа (ртуть, натрий) на светодиоды, должны быть некоторые общие черты или общие тенденции/конвергенция в дизайне.
Вы делаете неправильное предположение, что эффективность повышается с более высоким уровнем мощности. Верно и обратное: при любых значимых уровнях мощности эффективность уменьшается всякий раз, когда вы увеличиваете ток.
ШИМ используется потому, что его очень легко реализовать. Если вы установите максимальный ток, который вы хотите использовать, вы можете иметь линейное управление яркостью, просто регулируя рабочий цикл. Регулирующий ток имеет нелинейный отклик, требующий калибровочной таблицы, если важна абсолютная точность (часто это не так).
Как видно из этой кривой зависимости люмена белого светодиода мощностью 1 Вт от силы тока, удвоение силы тока не приводит к удвоению светоотдачи. Насколько это важно, зависит от вашего приложения. Если вы имеете дело с рекламной подсветкой мощностью более 1 кВт, счет за электроэнергию легко превысит первоначальную стоимость модуля дисплея. Есть также тепловые соображения: с большей эффективностью у вас будет меньше тепла в вашей системе.
Что еще хуже, эффективность падает еще больше с более высокой температурой перехода. Этот график показывает температуру окружающей среды, но, по сути, температура перехода работает аналогичным образом. Они просто трудно об этом. Теперь ШИМ будет усреднять тепловую мощность, но тем не менее, худшая эффективность требует более высокого среднего тока, что означает более высокую температуру перехода.
Одним из недостатков ШИМ является то, что нагрузка неприятна с точки зрения SMPS, вы фактически навязываете бедняге постоянные радикальные переходные процессы. По крайней мере, вам нужен большой выходной конденсатор для буферизации провалов и пиков напряжения на фронтах.
Проблема с управлением постоянным током заключается в том, что это сложнее, особенно если вам нужен регулируемый выходной ток. Существуют дополнительные сложности с приложениями локального затемнения, поскольку Vf зависит от уровня выходной мощности, поэтому ваш регулятор тока должен рассеивать разницу.
Редактировать добавлен бит о температуре перехода.
В светодиодах, используемых для уличного освещения, обычно используется какой-либо преобразователь постоянного тока в постоянный с жестким контролем тока на его выходе. Таким образом, обеспечение постоянного тока не снижает эффективность, не добавляет ненужных компонентов, которые могут выйти из строя, и не сокращает срок службы светодиодов.
Это самый простой и эффективный способ управления мощной светодиодной матрицей. Постоянный ток от «импульсного» источника.
Подводя итог: они не будут этого делать, потому что это неэффективно, не будет поддерживать свет в безопасных условиях и не является жизнеспособным способом управления большой группой источников света (из-за расстояния и отсутствия универсальности).
Светодиоды по своей природе являются трудным потребителем, поскольку в своих высокоэффективных диапазонах они слишком нелинейны ** и большинство из них питаются от источника питания постоянного тока .
Оперативное слово: «постоянный».
Поскольку они уже должны управлять им с источником постоянного тока, если они также захотят сделать ШИМ, это добавит ненужной сложности. И есть гораздо лучший способ затемнить светодиоды, используя уже имеющийся источник постоянного тока. Посмотрите на этот лист данных на стр. 11. Прямое напряжение и прямой ток. Обратите внимание, что этот график очень искажен, для нормализации посмотрите на мои сноски.
Если вы используете светодиод на 3000 мА и хотите уменьшить его яркость, уменьшите ток до 1000 мА и вуаля . Конечно, он не упадет на 2/3, посмотрите на «поток против тока», на той же странице.
При 1/3 тока световой поток падает с 235% до 95% усл. Это намного эффективнее при меньшем токе. Напряжение также падает, что немного снижает разницу в эффективности, но не сильно.
Будет ли кто-то намеренно использовать больше излучателей для повышения эффективности? Абсолютно. Многие коммерческие и промышленные заказчики обращают внимание на общую стоимость жизненного цикла, и излучатели составляют небольшую ее часть. Если дополнительные излучатели на 100 долларов сэкономят 300 долларов электроэнергии в течение срока службы светильника, это может быть разумным шагом. У меня был парень, который поставил три светодиода с максимальной красной линией 1400 мА. Это дало необходимый свет. Однако ключевой проблемой было тепло. Я изменил спецификации, используя «нормальный» ток 350 мА и семь эмиттеров. Получил тот же свет при половинном нагреве.
Теперь, когда я убедительно показал, что меньшая мощность более эффективна для светодиодов, вы можете видеть, где их ШИМ неэффективен. Работа на 3000 мА при ШИМ 33% хуже, чем на 1000 мА в непрерывном режиме.
В идеальном мире все диммирование было бы с помощью чего-то вроде сигнала 0–10 вольт, широко используемого в коммерческих целях, и каждый светодиодный модуль использовал бы метод «настройки выхода источника постоянного тока для идеального затемнения». Однако.. это работает не везде. Дело в том, что ШИМ — это эффективный способ распространения диммирующего сигнала .
Рассмотрим непритязательную «светодиодную ленту». Узкая полоска текстолита, через каждые 50мм (2") имеет линию РЕЗКИ, три светодиода и резистор. Или для полосы RGB три светодиода RGB и три резистора. А с RGB, конечно, хотят диммировать каждый канал индивидуально.Как мы можем получить три сигнала диммирования до сотен маленьких сегментов? Стоимость делает невозможным размещение источников питания постоянного тока с регулируемой мощностью на каждом 50-мм сегменте.Единственный рабочий метод диммирования – ШИМ.
Становится лучше. ШИМ - это и мощность, и сигнал. Если ШИМ-контроллер может работать только на 3 ампера, а вы хотите запустить семь полос по 6 А, вы можете использовать усилитель : он получает выход контроллера в виде сигнала и использует его для стробирования своих сильноточных выходов, отключая ШИМ в блокировке. шаг. Универсальность трудно превзойти.
И это работает для любого из огромного разнообразия светодиодного освещения (чьей целью является, в частности, не эффективность). Никого здесь не волнуют люмены на ватт:
Не совсем разумно приглушать светодиодные уличные фонари. Они могут зажигаться в сумерках, гореть до 11 вечера сверх установленного законом режима, а затем возвращаться обратно в навязчивые часы, когда почти никого нет дома. Но они не будут использовать ШИМ. Сигнал не будет хорошо распространяться по установке размером с город.
Светодиодный уличный фонарь потребляет высокое напряжение (240-277В или даже 480В, которое они отбивают от ближайшей линии электропередач без учета, то есть ШИМ на линии электропередач отсутствует)***. Внутри уличного фонаря имеется значительное количество больших излучателей, что идеально подходит для последовательного подключения к источнику постоянного тока высокого напряжения. Это было бы лучше затемнено текущей регулировкой. Они либо использовали бы радио, либо, если бы они прокладывали дорогой сигнальный провод, они использовали бы его для гораздо большего, чем диммирование. Они могут работать с энергетической компанией для кодирования сигнала данных по линии электропередач, аналогично тому, как энергетические компании могут удаленно отключать интеллектуальные счетчики. Добавление 20 долларов за единицу для приемопередатчика не является «нарушением условий сделки» для уличного фонаря за 1000 долларов.
** Лампы накаливания линейны после включения, поэтому подача на них 120 В надежно выдает 60 Вт. Разрядное освещение (флуоресцентное, неоновое, натриевое низкого/высокого давления, пары ртути и металлогалогенное) совершенно нелинейно: после включения они замыкаются накоротко и должны быть ограничены балластом/драйвером по току. В случае со светодиодами их кривая напряжение-ток довольно крутая. Вы помните диаграмму зависимости напряжения от силы тока на стр. 11 этого листа данных . Посмотрите еще раз: шкала искажена, и вольты не начинаются с нуля. Если исправить , то график будет выглядеть так:
Это то, что вы называете нелинейным . Помните, что эта линия немного смещается в зависимости от температуры, возраста, сортировки и т. д., и когда линия такая крутая , немного значит много. Пошлите 3,05 В, и кто знает, что произойдет! Производитель только гарантирует, что произойдет, если вы отправите 2500ma. По этой причине каждая другая диаграмма в таблице данных основана на текущем .
*** Энергетическая компания и город договариваются о том, сколько энергии потребляет обычный уличный фонарь, и энергетическая компания просто умножает на количество фонарей и выставляет им счет.
В общем, существует два метода затемнения светодиодов: ШИМ-диммирование и Амплитудное диммирование. То, что вы называете затемнением по постоянному току, является амплитудным затемнением. В профессиональных осветительных приборах ШИМ больше не используется для диммирования, в основном из-за проблем со здоровьем, связанных с генерируемым мерцанием. Еще одна проблема с уличным освещением — стробоскопический эффект. Сегодня вы обнаружите, что практически все профессиональные драйверы светодиодов, включая уличные фонари, используют амплитудное затемнение. Подробнее о мерцании и диммировании можно прочитать здесь .
Обновление : в ответ на некоторые комментарии я хотел бы расширить свой ответ. Под профессиональными осветительными приборами я подразумеваю диммируемые светодиодные драйверы постоянного тока >20 Вт, такие как эти , а не дешевые и неприятные замены галогенных ламп или ламп или приложения для компьютерной подсветки.
Есть две причины мерцания, одна из которых вызвана пульсациями сети, распространяющимися на выход. От этого явления страдают дешевые однокаскадные драйверы светодиодов, например те, что используются для замены ламп.
Второй тип мерцания вызван ШИМ-диммированием. Это может быть ощутимо или незаметно. IEEE PAR1789 является рекомендацией относительно того, насколько высокой должна быть частота ШИМ, чтобы он считался незаметным. Тем не менее, вы обнаружите, что в промышленности высококачественные драйверы светодиодов для профессиональных приложений почти исключительно используют амплитудное затемнение (затемнение постоянного тока).
трубка
ооо
ПлазмаHH
трубка
Джорен Вейс
Ячмень
ооо
Ячмень
ооо
браханы
браханы
ооо
Крис Х
Ник Т
Джорен Вейс
Ник Т
Джорен Вейс